Frage zur Erhöhung des Flusses eines Elektromagneten

A. Diese Frage besteht aus zwei Teilen. Der erste Teil betrifft das Amperegesetz bezüglich der Stärke eines Elektromagneten, gemessen in Tesla. Das Ampere-Gesetz besagt, dass die Stärke des B-Feldes der Stärke des Elektromagneten durch Amperewindungen und Strom in diesen Windungen, bekannt als MMF, bestimmt wird.

Das Amperegesetz basiert jedoch auf der Permeabilität des Drahtes, der für die besagten Amperewindungen von eins verwendet wird. Was wäre, wenn wir eine 1000-fache Durchlässigkeit (Eisen) verwenden würden? Würde das Magnetfeld des Stroms nicht mit jeder Umdrehung eines Elektromagneten verstärkt, wenn stattdessen ein Draht mit hoher Permeabilität verwendet würde? Würde das die Stärke des Elektromagneten nicht um das Tausendfache erhöhen?

B. Wenn ein Elektromagnet einen Kern hat, der aus zehn einzelnen Eisendrähten besteht, die voneinander isoliert sind, aber Teil desselben Magnetkreises mit paralleler Reluktanz sind, würde sich nicht jeder Draht magnetisieren, und wenn man sieht, wie Magnetfelder kumulativ sind, würde dies der Fall sein keinen stärkeren Gesamtfluss erzeugen als ein Kern mit gleicher Querschnittsfläche? Wenn ein einzelner Kern mit der gleichen Querschnittsfläche 0,1 Tesla hätte, aber mit dem Kern mit zehn Eisendrähten und jedem Magnetfeld kumulativ wäre, wäre seine Gesamtfeldstärke 0,1 Tesla x 10? Der Kern mit 10 Drähten hat alle die gleiche 90-Grad-Wicklung um alle zehn, sodass für jeden Draht die gleichen Amperewindungen oder MMF erscheinen.

Der Elektromagnet, auf den ich mich in beiden Fällen beziehe, ist eine geschlossene Schleife und hat keinen Luftspalt. Eisen ist ein schlechter Leiter, aber seine Permeabilität ist tausendmal höher als die von Kupfer, um das Magnetfeld des Stroms zu verstärken. Die benötigte Länge sollte also tausendmal geringer sein als für Kupfer.
Fügen Sie ein detailliertes Diagramm bei. Andy hat Recht mit Elektromagneten und ich weiß ehrlich gesagt nicht, was Sie mit einem meinen, der keinen Luftspalt hat. Während die Magnetkraftoberflächen auf dem Strom enden, der sie erzeugt, und dies erfordert, dass die Magnetkraft (die ein Teil des Magnetfelds ist) einen Draht durchdringt, um diese Ladungen zu erreichen, geht es bei der Permeabilität um die Flussdichte, die der andere Teil davon ist das Magnetfeld. Die höchste Flussdichte liegt innerhalb der Spule und senkrecht zu den kreisförmigen Drahtschleifen. Die ganze Idee scheint verfehlt. Aber vielleicht klärt das ein Diagramm auf.
Ein Elektromagnetkern ist ein magnetisches Bauteil. Die Wicklungen des Elektromagneten sind KEINE magnetische Komponente, und ihre magnetische Permeabilität ist nicht wichtig.

Antworten (2)

Eisen ist im Vergleich zu Kupfer ein schlechter Leiter, daher ist die Herstellung eines Elektromagneten aus Eisendraht ein schlechter Anfang. Als nächstes hat ein Elektromagnet grundsätzlich einen massiven Luftspalt und dies ist das Bit, das anzieht, dh das Arbeitsende eines Elektromagneten ist der Luftspalt. Aus diesem Grund hat die von einem Elektromagneten erzeugte Anziehungskraft im Allgemeinen nichts mit der Permeabilität des Kerns zu tun: -

Kraft = ( N ⋅ ICH ) 2 ⋅ 4 π 10 − 7 ⋅ A 2 G 2

  • F = Kraft
  • Ich = Strom
  • N = Anzahl der Windungen
  • g = Länge des Spaltes zwischen Elektromagnet und magnetisierbarem Metall
  • A = Bereich

Würde das die Stärke des Elektromagneten nicht um das Tausendfache erhöhen?

Ja oder Nein, wenn es die Magnetflusskapazität sättigt, verhält es sich wie ein Widerstandsdraht und zieht viel mehr Strom.

Sie scheinen die Beziehung von Variablen zu verstehen, die das Magnetfeld in Tesla-Einheiten beeinflussen, sind aber mit den Eigenschaften von Materialien nicht vertraut.

Luft ist nicht gesättigt oder hat keine Hysterese, während magnetische Materialien mit hohem Mu gesättigt sind und ein breites Spektrum an Eigenschaften haben.

Im Allgemeinen reichen die Ferritgrenzen bei den besten Materialien von 0,5 bis 0,7 T, während die besten kaltgewalzten kornorientierten Stahlbleche (CRGOS) (verwendet in großen Transformatoren) bei 5 bis 7 Tesla beginnen und bei exotischen teuren Materialien 10 T überschreiten können. Laminierungsverluste, gemessen in Watt/kg, nehmen mit der Dicke ab und erfordern eine isolierende Silikatbeschichtung.

Magnetischer Ferrit hat nichtmagnetische Nanopartikel-Lücke im Material, während Stahl Silikat-Lücke verwendet und spezielle Luftspalt-Transformatoren mehr Energie unter Verwendung des kalibrierten Luftspalts speichern können.

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